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基于MATLAB的异步电动机仿真

基于MATLAB的异步电动机仿真
基于MATLAB的异步电动机仿真

目录

1 引言 (1)

2 异步电动机动态数学模型 (2)

2.1异步电动机动态数学模型的性质 (2)

2.2三相异步电动机的多变量非线性数学模型 (2)

2.2.1电压方程 (3)

2.2.2磁链方程 (4)

2.2.3转矩方程 (6)

2.2.4电力拖动系统运动方程 (7)

2.2.5三相异步电机的数学模型 (8)

3 坐标变化和变换矩阵 (9)

3.1三相--两相变换(3/2变换) (9)

3.2三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (10)

3.2.1三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 (11)

3.2.2两相静止坐标系中按定子磁链定向的状态方程 (11)

4 软件介绍及模型实现 (13)

4.1 Matlab/Simulink简介 (13)

4.2模型实现 (13)

4.2.1 Simulink模型设计 (13)

4.2.2模型参数设置 (15)

4.2.3仿真结果 (18)

5 结论 (21)

参考文献 (22)

1 引言

1985年,由Depenbrock教授提出的直接转距控制理论将运动控制的发展向前推进了一大步。接着1987年把它又推广到弱磁调速范围。不同于矢量控制技术,它无需将交流电动机与直流电动机作比较、等效和转化,不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型[1]。它只是在定子坐标系下分析交流电机的数学模型,强调对电机的转距进行直接控制,省掉了矢量旋转变换等复杂的变换与计算。直接转距控制从一诞生,就以新颖的控制思想,简洁明了的系统结构,优良的静、动态性能受到人们的普遍关注。

系统建模与仿真一直是各领域研究、分析和设计各种复杂系统的有力工具。建模可以超越理想的去模拟复杂的现实物理系统;而仿真则可以对照比较各种控制策略和方案,优化并确定系统参数。长期以来,仿真领域的研究重点是放在仿真模型建立这一环节上,即在系统模型建立以后,设计一种算法,以使系统模型为计算机所接受,然后再将其编制成计算机程序,并在计算机上运行。显然,为达到理想的目的,在这一过程中编制与修改仿真程序十分耗费时间和精力,这也大大阻碍了仿真技术的发展和应用。近年来逐渐被大家认识的Matlab语言则很好的解决了这个问题。

2 异步电动机动态数学模型

2.1异步电动机动态数学模型的性质

直流电动机的磁通由励磁绕组产生,可以在电枢合上电源以前建立起来而不参与系统的动态。

过程(弱磁调速时除外)。因此,它的动态数学模型只有一个输入变量——电枢电压和一个输入变量——转速,在控制对象中含有机电时间常数m T 和电枢回路电磁时间常数l T ,如果电力电子变换装置也计入控制对象,则还有滞后的时间常数s T 。在工程上能够允许的一些假定条件下,可以描述成单变量(单输入单输出)的三阶线性系统[2],完全可以应用经典的线性控制理论和由它发展出来的工程设计方法进行分析与设计。

但是,同样的理论和方法用来分析与设计交流调速系统时,就不那么方便了,因为交流电机的数学模型和直流电机模型相比有着本质上的区别。

1)异步电机变压变频调速时需要进行电压(或电流)和频率的协调控制,有电压(电流)和频率两种独立的输入变量。在输出变量中,除转速外,磁通也得算一个独立的输出变量。因为电机只有一个三相输入电源,磁通的建立和转速的变化是同时进行的,为了获得良好的动态性能,也希望对磁通施加某种控制,使它在动态过程中尽量保持恒定,才能产生较大的动态转矩。

由于这些原因,异步电机是一个多变量(多输入多输出)系统,而电压(电流)、频率、磁通、转速之间又互相都有影响,所以是强耦合的多变量系统,可以先用下图来定性地表示。

2)在异步电机中,电流乘磁通产生转矩,转速乘磁通得到感应电动势,由于它们都是同时变化的,在数学模型中就含有两个变量的乘积项。这样一来,即使不考虑磁饱和等因素,数学模型也是非线性的。

3)三相异步电机定子有三个绕组,转子也可等效为三个绕组,每个绕组产生磁通时都有自己的电磁惯性[3],再算上运动系统的机电惯性,和转速与转角的积分关系,即使不考虑变频装置[4]的滞后因素,也是一个八阶系统。

总起来说,异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

2.2三相异步电动机的多变量非线性数学模型

在研究异步电动机的多变量非线性数学模型时,常作如下的假设:

(1)忽略空间谐波,设三相绕组对称,在空间互差120°电角度,所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布。

(2)忽略磁路饱和,各绕组的自感和互感都是恒定的。 (3)忽略铁心损耗。

(4)不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。

异步电机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。

2.2.1 电压方程

三相定子绕组的电压平衡方程为

与此相应,三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程为

式中 A u , B u , C u , a u , b u ,c u —定子和转子相电压的瞬时值;

A i ,

B i ,

C i , a i , b i ,c i —定子和转子相电流的瞬时值;

A ψ,

B ψ,

C ψ, a ψ, b ψ,c ψ—各相绕组的全磁链; Rs, Rr —定子和转子绕组电阻

上述各量都已折算到定子侧,为了简单起见,表示折算的上角标“ ’”均省略,以下同此。

电压方程的矩阵形式

将电压方程写成矩阵形式,并以微分算子 p 代替微分符号 d /dt t

R i u d d A

s A A ψ+

=t

R i u d d B

s B B ψ+

=t

R i u d d C

s C C ψ+

=t

R i u d d a

r a a ψ+

=t

R i u d d b

r b b ψ+

=t

R i u d d c

r c c ψ+

=?????????

?

??????????+?????????

??????????????????????????????

?=????????????????????c b a C B A c b a C B A r r r s s s c b a C B A 0

00000000000000000000000000ψψψψψψp i i i i i i R R R R R R u u u u u u (2-1)

或改写成ψp Ri u +=

2.2.2 磁链方程

每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和,因此,六个绕组的磁链可表达为

或改写成Li =ψ

(2-2)式中,L 是6×6电感矩阵,其中对角线元素 AA L ,BB L ,CC L ,aa L ,

bb L ,cc L 是各有关绕组的自感,其余各项则是绕组间的互感。

实际上,与电机绕组交链的磁通主要只有两类:一类是穿过气隙的相间互感磁通,另一类是只与一相绕组交链而不穿过气隙的漏磁通,前者是主要的。

电感的种类和计算如下。

定子漏感ls L ——定子各相漏磁通所对应的电感,由于绕组的对称性,各相漏感值均相等;

转子漏感lr L ——转子各相漏磁通所对应的电感; 定子互感ms L ——与定子一相绕组交链的最大互感磁通; 转子互感mr L ——与转子一相绕组交链的最大互感磁通。

由于折算后定、转子绕组匝数相等,且各绕组间互感磁通都通过气隙,磁阻相同,故可认为ms L =mr L 。

自感表达式对于每一相绕组来说,它所交链的磁通是互感磁通与漏感磁通之和,因此,定子各相自感为

转子各相自感为 两相绕组之间只有互感。互感又分为两类:

(1)定子三相彼此之间和转子三相彼此之间位置都是固定的,故互感为常值; (2)定子任一相与转子任一相之间的位置是变化的,互感是角位移θ的函数。

?????????

?

??????????????????????????????=????????????????????c b a C B A cC cb

ca

cC

cB

cA

bc bb ba bC bB bA ac ab aa aC aB aA Cc Cb Ca CC CB CA Bc Bb Ba BC BB BA

Ac Ab Aa AC AB AA

c b a C B A i i i i i i L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L ψψψψψψs ms CC BB AA l L L L L L +===r

ms cc bb aa l L L L L L +===(2-2)

第一类固定位置绕组的互感,三相绕组轴线彼此在空间的相位差是±120°,在假定气隙磁通为正弦分布的条件下,互感值应为

于是

第二类变化位置绕组的互感,定、转子绕组间的互感,由于相互间位置的变化,可分别表示为

当定、转子两相绕组轴线一致时,两者之间的互感值最大,就是每相最大互感ms

L 。

整理以上各式,即得完整的磁链方程,显然这个矩阵方程是比较复杂的,为了方便起见,可以将它写成分块矩阵的形式

式中

ms

ms ms 21

)120cos(120cos L L L -=?-=?ms AC

CB BA CA BC AB 2

1

L L L L L L L

-======ms

ac cb ba ca bc ab 2

1

L L L L L L L -======θ

cos ms cC Cc bB Bb aA Aa L L L L L L L ======)120cos(ms bC Cb aB Ba cA Ac

?-======θL L L L L L L )120cos(ms aC Ca cB Bc bA Ab ?+======θL L L L L L L ?????????

?

??????????????????????????????=????????????????????c b a C B A cC cb

ca

cC

cB

cA

bc bb ba bC bB bA ac ab aa aC aB aA Cc Cb Ca CC CB CA Bc Bb Ba BC BB BA Ac Ab Aa AC AB AA c b a C B A i i i i i i L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L ψψψψψψ??

?

?????????=??????r s rr rs sr ss

r s i i L L L L ΨΨ[]T

C B A ψψψ=s Ψ[]T

i i i C B A =s i []

T

c b a r ψψψ=Ψ[]T

i i i c b a

r =i ??

?????

?

????????

+---+---+=r ms ms ms ms r ms ms

ms ms r ms 2

12121

212

121

l l l L L L L

L L L L L L L L rr L (2-3)

(2-5)

(2-6)

(2-4)

值得注意的是, 和 两个分块矩阵互为转置,且均与转子位置θ有关,它

们的元素都是变参数,这是系统非线性的一个根源。为了把变参数转换成常参数须利用坐标变换,后面将详细讨论这个问题。

如果把磁链方程代入电压方程中,即得展开后的电压方程

式中,Ldi /dt 项属于电磁感应电动势中的脉变电动势(或称变压器电动势),(dL / d θ)ωi 项属于电磁感应电动势中与转速成正比的旋转电动势。

2.2.3 转矩方程

根据机电能量转换原理,在多绕组电机中,在线性电感的条件下,磁场的储能和磁共能为

而电磁转矩等于机械角位移变化时磁共能的变化率 (电流约束为常值),

且机械角位移 θm = θ / np ,于是

整理上式可得

又由于

sr L rs L i L

i L Ri i

L i L Ri Li Ri u ωθ

?++=++=+=d d d d d d d d )(t t

t p m

m

W θ??'??

??

??????

?+?-?-?+?+?-==θθθθθθθθθcos )120cos()120cos()120cos(cos )120cos()120cos()120cos(cos ms L T

sr

rs L L ??

?????

?????????

+---+---+=r ms ms ms ms r ms ms

ms ms r

ms 2

12121

212

121

l l l L L L L

L L L L L L L L rr L Li

i ψi T T W W 2121'

m m ===.

const 'm

p

.const m

'

m

e ==??=??=

i i W n W T θ

θi

L L i i L i ????

??????

????=??=002121rs

sr p p e θθθT T n n T (2-7)

转矩方程的三相坐标系形式

应该指出,上述公式是在线性磁路、磁动势在空间按正弦分布的假定条件下得出来的,但对定、转子电流对时间的波形未作任何假定,式中的i 都是瞬时值。

因此,上述电磁转矩公式完全适用于变压变频器供电的含有电流谐波的三相异步电机调速系统。

2.2.4 电力拖动系统运动方程

在一般情况下,电力拖动系统的运动方程式是

TL —— 负载阻转矩; J —— 机组的转动惯量;

D —— 与转速成正比的阻转矩阻尼系数; K —— 扭转弹性转矩系数。 对于恒转矩负载,D = 0 ,K = 0 ,则

]

[][c b a C B A

r s i i i i i i T T T ==i i i ??

???????+???=

r sr s s rs

r p e 21i L i i L i θθT T n T ??

??

??????

?+?-?-?+?+?-==θθθθθθθθθcos )120cos()120cos()120cos(cos )120cos()120cos()120cos(cos ms L T

sr rs L L ??

???????+???=r sr s s rs

r p e 21i L i i L i θθT T n T )]

120sin()()120sin()(sin )[(b C a B c A a C c B b A c C b B a A ms p e ?-+++?++++++=θθθi i i i i i i i i i i i i i i i i i L n T θωωp p p L

e n K n D dt d n J T T +++=t

n J T T d d p L e ω+

=(2-8)

(2-9)

2.2.5 三相异步电机的数学模型

以上各式便构成在恒转矩负载下三相异步电机的多变量非线性数学模型,用结构图表示出来如下图所示。

图1 异步电动机的多变量非线性动态结构图

由图可知异步电机数学模型的下列具体性质:

(1)异步电机可以看作一个双输入双输出的系统,输入量是电压向量和定子输入角频率,输出量是磁链向量[5]和转子角速度。

(2)非线性因素存在于Φ1(?)和Φ2(?)中,即存在于产生旋转电动势 er 和电磁转矩 Te 两个环节上,还包含在电感矩阵L 中,旋转电动势和电磁转矩的非线性关系和直流电机弱磁控制的情况相似,只是关系更复杂一些。

(3)多变量之间的耦合关系主要也体现在 Φ1(?)和Φ2(?)两个环节上,特别是产生旋转电动势的Φ1对系统内部的影响最大。

t

d d θω=

??

?

?????????=??????r s rr rs

sr ss r s i i L L L L ΨΨi L

i L

Ri u ωθ

?++=d d d d t )]

120sin()()120sin()(sin )[(b C a B c A a C c B b A c C b B a A ms p e ?-+++?++++++=θθθi i i i i i i i i i i i i i i i i i L n T t

n J T T d d p L e ω+

=

3 坐标变化和变换矩阵

异步电机数学模型之所以复杂,关键是因为有一个复杂的 6?6 电感矩阵,它体现了影响磁链和受磁链影响的复杂关系。因此,要简化数学模型,须从简化磁链关系入手。

3.1三相--两相变换(3/2变换)

现在先考虑上述的第一种坐标变换——在三相静止绕组A 、B 、C 和两相静止绕组α、β 之间的变换,或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换,简称 3/2 变换。

图2中绘出了 A 、B 、C 和 α、β 两个坐标系,为方便起见,取 A 轴和 α 轴重合。设三相绕组每相有效匝数为N3,两相绕组每相有效匝数为N2,各相磁动势为有效匝数与电流的乘积,其空间矢量均位于有关相的坐标轴上。由于交流磁动势的大小随时间在变化着,图中磁动势矢量的长度是随意的。

图2 三相和两相坐标系与绕组磁动势的空间矢量

设磁动势波形是正弦分布的,当三相总磁动势与二相总磁动势相等时,两套绕组瞬时磁动势在 α、β 轴上的投影都应相等,因此

写成矩阵形式,得

C

)2

1

21(60cos 60cos C B A 3C 3B 3A 3α2i i i N i N i N i N i N --=?-?-=)(2

3

60sin 60sin C B 3C 3B 3β2i i N i N i N i N -=

?-?=

考虑变换前后总功率不变,在此前提下,可以证明,匝数比应为 由此可得

令 C3/2 表示从三相坐标系变换到两相坐标系的变换矩阵,则

如果三相绕组是Y 形联结不带零线,则有 iA + iB + iC = 0,或 iC = - iA - iB 。代入上式并整理后可得

按照所采用的条件,电流变换阵也就是电压变换阵,同时还可证明,它们也是磁链的变换阵。

3.2三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型

异步电机的数学模型比较复杂,坐标变换的目的就是要简化数学模型。异步电机数学模型是建立在三相静止的ABC 坐标系上的,如果把它变换到两相坐标系上,

?????

?????????????????--

-

=??????C B A

23β23230212

11i i i N N i i α3

223

=N N ?????

??????????????

??

?--

-=??????C B A

β232302121132i i i i i α??????

???

??

?

--

-=2323021211322

/3C ???

???????????

????

=??????B A β221023i i i i α???????????

???????

-

=??????βB A α216

1032i i i i (3-1)

(3-2)

由于两相坐标轴互相垂直,两相绕组之间没有磁的耦合,仅此一点,就会使数学模型简单了许多。

3.2.1三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程

作为异步电机控制系统研究和分析基础的数学模型,过去经常使用矩阵方程,近来越来越多地采用状态方程的形式,因此有必要再介绍一下状态方程。这里讨论两相静止αβ坐标系上的状态方程。

在两相坐标系上的电压源型变频器—异步电机具有4阶电压方程和1阶运动方程,因此其状态方程也应该是5阶的,须选取5个状态变量,而可选的变量共有9

个,即转速ω ,4个电流变量βαβαr r s s i i i i ,,,和4个磁链变量αs ψ,

βs ψ,αr ψ,βr ψ。转子电流是不可测的,不宜用作状态变量,因此只能选定子电流αs i 、βs i 和转子磁链αr ψ、βr ψ;定子电流αs i 、βs i 和定子磁链αs ψ、βs ψ。也就是说,可以有s r i --ψω和s s i --ψω两组状态方程。

由(2-5)式可得αβ坐标系上的磁链方程 由(2-1)式可得αβ坐标系电压方程 3.2.2两相静止坐标系中按定子磁链定向的状态方程

本设计内容为以异步电动机在静止坐标系中s s i ψω--为状态变量的状态方程结构为核心,构建异步电动机仿真模型。

两相静止,将(3-4)式磁链方程代入(3-3)式电压方程可得静止坐标系βα,中状态方程为

L p s s s s p

T J

n i i J n dt d --=)(2

αββαψψω ββα

μψs s s s i R dt

d +-= ??

?

????+=+=+=+=βββαααβββαααr r s m r r r s m r r m s s s r m s s s i L i L i L i L i L i L i L i L ψψψψ(3-3)

???

?

?

?

?-+=++=++=-+=αβββαααββββαααr r r r r r r r s 1s s s s s 1s s s s 00ωψψωψψψωψψωψp i R p i R p i R u p i R u (3-4)

ααβμψs s s s i R dt

d +-=

s

s s s r s s r r s s s s r s s L i i L L L R L R L T L dt di σμωσωψσψσαβαβαα+++--=11 β

αβαββ

σωσωψσψσs s s s r

s s r r s s s s r s s 1

11d d u L i i L L L R L R L T L t

i +-+-+=

(3-5)

4 软件介绍及模型实现

4.1 Matlab/Simulink简介

Matlab语言是Mathworks公司推出的当今国际上最为流行的软件之一。它自问世起,就以数值计算称雄,它的图形可视能力在所有数学软件中也是首屈一指的。Matlab提供了众多的工具箱,动态系统仿真工具Simulink是其主要工具箱之一,其主要功能是对动态系统做适当分析,从而在可以作出实际系统之前,预先对系统进行仿真和分析,并可以做适当地实时修正,提高系统的性能,减少系统修改时间,实现高效开发系统的目的。

在Matlab中,Simulink是一个比较特别的工具箱,它是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它的出现可以使仿真工作以结构图的形式加以进行,且采用分层结构。从建模角度讲,这既适合于Top-down的设计流程,又适合于Bottum-up逆程设计。从仿真角度讲,Simulink模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节,而且能够让用户清晰地了解各种器件、各子系统、各系统间的信息交换,掌握各部分之间的交互影响,同时可以借助模拟示波器将仿真动态结果加以显示,因而仿真结果过程十分直观。更为可贵的是Matlab/Simulink的开放性,用户可以根据自己的需要开发自己的模型,并通过封装扩充现有的模型库。

众所周知,现代运动控制系统中的交流异步电动机本身就是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。这里从静止两相坐标系下的鼠笼异步电动机模型出发,推导出基于定子磁链磁场定向的电动机模型,并采用Matlab/Simulink实现之。

4.2模型实现

模型建立以后,所要做的就是从Simulink丰富的模型库中调用合适的模块来表示该模型。随着系统规模的扩大和复杂性的增加,模型也在不断增大,这就使得模型窗中由于过多的模块而凌乱不堪。为了避免这种情况,采用自上而下或自下而上的分级方法建立模型,即把功能相同或者相近的模块分组封装成子系统Subsystem,建立递阶结构框图。

4.2.1 Simulink模型设计

本设计主要有3/2转换模型,定子磁链电动机模型,2/3转换模型三个子系统组成。根据状态方程可画出未经封装的各子系统模型如下图所示。

图3 3/2转换模型

图4 定子磁链电动机模型

图5 2/3转换模型

经过分组封装的模型如图6所示。模型的输入是电动机的定子电压和电流及转子转速,输出定子磁链和电流及转距,实际电流和估计电流可以用来调整模型的精度。两相对比,可以看到采用Subsystem非常地方便、简捷。这一点尤其在复杂的系统建模中表现地更为突出。

图6 经过封装后的定子磁链的电动机仿真模型

4.2.2模型参数设置

模型建立以后,下一步就是设置模型的参数。在本例中,需要设置的参数是定子电阻Rs,转子电阻Rr,主电感L,转子侧漏感Lσ和极对数np,需要输入的量是定子电压、电流和转子电角速度(机械角速度和极对数的乘积),输出量是定子磁链Ψs,定子电流ir及转距Td。

Scope示波器设置如图7。

图7 Scope示波器设置

输入正弦电压一相参数设置如图8所示。其中100*pi=50Hz,其中两相Frequency(rad/sec)分别设置成-2/3*pi,2/3*pi各相之间相位差为120°。

图8 Sine Wave正弦A相电压输入设置

观察空载起动和加载过程的转速仿真波形,观察异步电动机稳态电流波形,观察定子磁链波形。需设置阶跃输入模拟空载和加载的转速仿真。

Steb输入阶跃负载转矩参数设置如图9所示。

图9 Step阶跃负载转矩输入设置

设置Graph在坐标系中显示转速与电磁转矩关系,Graph设置如图10。

图10 Graph输出显示设置

4.2.3仿真结果

Simulink的仿真运行可以通过菜单进行,也可以在Matlab的指令窗中通过输入命令运行。这里我们采用菜单命令运行仿真。观察空载起动和加载过程的转速仿真波形,观察异步电动机稳态电流波形,观察定子磁链波形。

初始状态电机正常启动,在0.5s的时刻,加上一个值为10的负载转矩,观察仿真得到的各个量之间变化关系。

图11 定子磁链仿真曲线

图12 异步电动机稳态电流仿真曲线

图13 空载起动和加载过程的转速仿真波形

图14 转速与电磁转矩关系图

开关电源《基于MatlabSimulink的BOOST电路仿真》

基于Matlab/Simulink 的BOOST电路仿真 姓名: 学号: 班级: 时间:2010年12月7日

1引言 BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。 图1BOO ST 电路的结构 2电路的工作状态 BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同, 电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。 (a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断) (c) 开关状态3 (电感电流为零) 图2BOO ST 电路的工作状态

3matlab仿真分析 matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真,并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示,其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。 图3BOO ST 电路的PSp ice 模型 3.1电路工作原理 在电路中IGBT导通时,电流由E经升压电感L和V形成回路,电感L储能;当IGBT关断时,电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加,从而在负载侧得到高于电源的电压,二极管的作用是阻断IGBT导通是,电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期,可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为: (3-1) 式(3-1)中T为开关周期, 为导通时间,为关断时间。

基于MATLAB的Boost电路仿真

知识就堤力量— 基于Matlab 的Boost 电路仿真 姓名: 学号: 班级:

知识就堤力量 1、前言 由于DC/DC开关电源具有高效率,高功率密度和高可靠性等优点,越来越广泛地应用于通信、计算机、工业设备和家用电器等领域。在近几十年里,开关电源技术得到了长足的发展。在很多场合下,需要从低压电源变换到高压电源,Boost变换器是最基本,也是最常用的一种变换器。 在电力电子系统的研究中,仿真研究由于其高效、高精度及高的经济性与可靠性而得到大量应用。近二十年来,仿真已逐渐成为电力电子技术研究的有力工具。Matlab语言的强大仿真功能和方便性受到广大使用者的广泛爱好。本文对Boost变换器电路进行简单的介绍,采用Matlab来完成建模和仿真。 2、Boost电路的工作状态 Boost变换器的电路结构如下图所示: iT. n Boost电路的结构 ⑻开关状态1 (S闭合)(b)开关状态2 (S关断)

3、Matlab 仿真分析 Matlab 是一种功能强大的仿真软件,它可以进行各种各样的模拟电路和数 字电路仿真,并给出波形输出和数据输出,无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。采用 Matlab 仿真分析方法,可直观、详细的描述 Boost 电路由启动到达稳态的工作过程,并对其中各种现象进行细致深入的分 析,便于我们真正掌握Boost 电路的工作特性。仿真图如下所示: 电路工作原理: 在电路中IGBT 导通时,电流由E 经升压电感L 和V 形成回路,电感L 储能; 当IGBT 关断时,电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加,从而 在负载侧得到高于电源的电压,二极管的作用是阻断 IGBT 导通是,电容的放电 回路。调节开关器件V 的通断周期,可以调整负载侧输出电流和电压的大小。 4- Vo |t\a ?E MeJsnuramQ Stfi?RLC Ewnch HR ltd g e Sours I ll c —— ScQpe (c)开关状态3 (电感电流为零) Scoptl V Current Measurement Diode KDT Cm rue nt Measuremehti C T

基于matlab的电路仿真

基于matlab的电路仿真 杨泽辉51130215 %基于matlab的电路仿真 %关键词: RC电路仿真, matlab, GUI设计 % 基于matlab的电路仿真 %功能:产生根据输入波形与电路的选择产生输出波形 close all;clear;clc; %清空 figure('position',[189 89 714 485]); %创建图形窗口,坐标(189,89),宽714,高485;Na=['输入波形[请选择]|输入波形:正弦波|',... '输入波形:方形波|输入波形:脉冲波'];%波形选择名称数组; Ns={'sin','square','pulse'}; %波形选择名称数组; R=2; % default parameters: resistance 电阻值 C=2; % default parameters: capacitance电容值 f=10; % default parameters: frequency 波形频率 TAU=R*C; tff=10; % length of time ts=1/f; % sampling length sys1=tf([1],[1,1]); % systems for integral circuit %传递函数; sys2=tf([1,0],[1,1]); % systems for differential circuit a1=axes('position',[0.1,0.6,0.3,0.3]); %创建坐标轴并获得句柄; po1=uicontrol(gcf,'style','popupmenu',... %在第一个界面的上方创建一个下拉菜单'unit','normalized','position',[0.15,0.9,0.2,0.08],... %位置 'string',Na,'fontsize',12,'callback',[]); %弹出菜单上的字符为数组Na,字体大小为12, set(po1,'callback',['KK=get(po1,''Value'');if KK>1;',... 'st=char(Ns(KK-1));[U,T]=gensig(st,R*C,tff,1/f);',... 'axes(a1);plot(T,U);ylim([min(U)-0.5,max(U)+0.5]);',... 'end;']); %pol触发事件:KK获取激发位置,st为当前触发位置的字符串,即所选择的波形类型; %[U,T],gensing,产生信号,类型为st的值,周期为R*C,持续时间为tff, %采样周期为1/f,U为所产生的信号,T为时间; %创建坐标轴al;以T为x轴,U为y轴画波形,y轴范围。。。 Ma=['电路类型[请选择]|电路类型:积分型|电路类型:微分型']; %窗口2电路类型的选择数组; a2=axes('position',[0.5,0.6,0.3,0.3]);box on; %创建坐标轴2; set(gca,'xtick',[]);set(gca,'ytick',[]); %去掉坐标轴的刻度 po2=uicontrol(gcf,'style','popupmenu',... %在第二个窗口的位置创建一个下拉菜单,同1 'unit','normalized','position',[0.55,0.9,0.2,0.08],... 'string',Ma,'fontsize',12,'callback',[]); set(po2,'callback',['KQ=get(po2,''Value'');axes(a2);',... %po2属性设置,KQ为选择的电路类型,'if KQ==1;cla;elseif KQ==2;',... %1则清除坐标轴,2画积分电路,3画微分电路 'plot(0.14+0.8i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');hold on;',... 'plot(0.14+0.2i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');',... 'plot(0.84+0.2i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');',... 'plot(0.84+0.8i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');',... 'plot([0.16,0.82],[0.2,0.2],''k'');',... 'plot([0.16,0.3],[0.8,0.8],''k'');',... 'plot([3,4,4,3,3]/10,[76,76,84,84,76]/100,''k'');',... 'plot([0.4,0.82],[0.8,0.8],''k'');',... 'plot([0.6,0.6],[0.8,0.53],''k'');',... 'plot([0.6,0.6],[0.2,0.48],''k'');',... 'plot([0.55,0.65],[0.53,0.53],''k'');',... 'plot([0.55,0.65],[0.48,0.48],''k'');',... 'text(0.33,0.7,''R'');',...

基于MATLAB的整流电路仿真分析

密级:公开 科学技术学院 NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR (2008—2012年) 题目基于MATLAB的整流电路仿真分析 学科部: 专业: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 起讫日期:

目录 摘要 ............................................................................................................... Ⅰ矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。Abstract . (Ⅱ) 第一章三相桥式全控整流电路的仿真....................................................... 0聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 1.1 电路的构成及工作特点.................................................................. 0残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 1.2 建模及仿真...................................................................................... 1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.3参数设置及仿真............................................................................... 2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.4 故障分析.......................................................................................... 3謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 1.5 小结.................................................................................................. 4厦礴恳蹒骈時盡继價骚。第二章基于MATLAB的单相桥式整流电路仿真分析................................. 5茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2.1单相桥式半控整流电路................................................................ 5鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 2.2 单相桥式半控整流电路带纯电阻性负载情况............................ 7籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 2.3 单相桥式全控整流电路.............................................................. 12預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 2.4 单相桥式全控整流电路带纯电阻性负载情况.......................... 14渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 2.5 单相桥式全控整流电路带电阻电感性负载情况...................... 16铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。结论 .............................................................................................................. 18擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。参考文献:................................................................................................... 19贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。致谢 .............................................................................................................. 20坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。

基于MATLAB的Boost电路仿真

基于Matlab的Boost 电路仿真 姓名: 学号: 班级:

1、前言 由于DC/DC开关电源具有高效率,高功率密度和高可靠性等优点,越来越广泛地应用于通信、计算机、工业设备和家用电器等领域。在近几十年里,开关电源技术得到了长足的发展。在很多场合下,需要从低压电源变换到高压电源,Boost变换器是最基本,也是最常用的一种变换器。 在电力电子系统的研究中,仿真研究由于其高效、高精度及高的经济性与可靠性而得到大量应用。近二十年来,仿真已逐渐成为电力电子技术研究的有力工具。Matlab语言的强大仿真功能和方便性受到广大使用者的广泛爱好。本文对Boost变换器电路进行简单的介绍,采用Matlab来完成建模和仿真。 2、Boost电路的工作状态 Boost变换器的电路结构如下图所示: Boost 电路的结构 (a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断)

(c) 开关状态3 (电感电流为零) 3、Matlab仿真分析 Matlab 是一种功能强大的仿真软件,它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真,并给出波形输出和数据输出,无论对哪种器件和哪种电路进行仿真,均可以得到精确的仿真结果。采用Matlab仿真分析方法,可直观、详细的描述Boost 电路由启动到达稳态的工作过程,并对其中各种现象进行细致深入的分析,便于我们真正掌握Boost电路的工作特性。仿真图如下所示: 电路工作原理: 在电路中IGBT导通时,电流由E经升压电感L和V形成回路,电感L储能;当IGBT关断时,电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加,从而在负载侧得到高于电源的电压,二极管的作用是阻断IGBT导通是,电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期,可以调整负载侧输出电流和电压的大小。

基于MATLAB的电力系统仿真

《电力系统设计》报告 题目: 基于MATLAB的电力系统仿学院:电子信息与电气工程学院 班级: 13级电气 1 班 姓名:田震 学号: 20131090124 日期:2015年12月6日

基于MATLAB的电力系统仿真 摘要:目前,随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长,电力系统规模越来越庞大,超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用,这对于合理利用能源,充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。另一方面,随着国民经济的高速发展,以城市为中心的区域性用电增长越来越快,大电网负荷中心的用电容量越来越大,长距离重负荷输电的情况日益普遍,电力系统在人们的生活和工作中担任重要角色,电力系统的稳定运行直接影响着人们的日常生活。从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小,因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。 电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行,可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效的了解电力系统概况。本文根据电力系统的特点,利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了无穷大电源的系统仿真模型,得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果,并分析了这一暂态过程。通过仿真结果说明MATLAB电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。 关键词:电力系统;三相短路;故障分析;MATLAB仿真

目录 一.前言 (4) 二.无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 (5) 1.总电路图的设计 (5) 2.各个元件的参数设定 (6) 2.1供电模块的参数设定 (6) 2.2变压器模块的参数设置 (6) 2.3输电线路模块的参数设置 (7) 2.4三相电压电流测量模块 (8) 2.5三相线路故障模块参数设置 (8) 2.6三相并联RLC负荷模块参数设置 (9) 3.仿真结果 (9)

基于MATLAB的电路模型仿真应用

基于MATLAB的电路模型仿真应用实验指导书 一、实验目的 1、掌握采用M文件及SIMULINK对电路进行仿真的方法。 2、熟悉POWERSYSTEM BLOCKSET 模块集的调用、设置方法。 3.进一步熟悉M脚本文件编写的方法和技巧。 二、实验原理 1、通过M文件实现电路仿真的一般仿真步骤为: (1)分析仿真对象——电路; (2)确定仿真思路——电路分析的方法; (3)建立仿真模型——方程; (4)根据模型编写出仿真程序; (5)运行后得到仿真结果。 2、采用SIMULINK仿真模型进行电路仿真 可以根据电路图利用SIMULINK中已有的电子元件模型直接搭建仿真模块,仿真运行得到结果。 通过SIMULINK仿真模型实现仿真为仿真者带来不少便利,它免除了仿真者在使用M文件实现电路仿真时需要进行理论分析的繁重负担,能更快更直接地得到所需的最后仿真结果。但当需要对仿真模型进行一定理论分析时,MATLAB的M 语言编程就有了更大用武之地。它可以更令灵活地反映仿真者研究电路的思路,可更加灵活地将自身

想法在仿真环境中加以验证,促进理论分析的发展。因此,可根据自己的实际需要,进行相应的选择:采用SINMULIN模块搭建电路模型实现仿真非常直观高效,对迫切需要得到仿真结果的用户非常适用;当用户需要深刻理解及深入研究理论的用户来说,则选择编写M文件的方式进行仿真。 注意:本节实验的电路SINMULINK仿真原理,本节实验主要是应用提供的电路仿真元件搭建仿真模型,类似于传统仿真软件PSPICE 的电路仿真方法。采用SIMULINK进行电路仿真时元器件模型主要位于仿真模型窗口中SimPowerSystems节点下。其中本次实验可能用到的模块如下: ●“DC Voltage Source” 模块:位于SimPowerSystems 节点下的 “Electrical Sources”模块库中,代表一个理想的直流电压源; ●“Series RLC Branch” 模块:位于SimPowerSystems 节点下的 “Elements”模块库内,代表一条串联RLC 支路。通过对其参数的设置,可以将其变为代表单独的或电阻、或电容、或电感的支路。如设定:电 阻值Resistance=5,电感值Inductance=0,电容值Capacitance=inf,则表示一个电阻值为5 欧姆的纯电阻元件。 ●“Parallel RLC Branch”模块:位于SimPowerSystems 节点下的 “Elements”模块库内,代表一条并联RLC 支路。通过对其参数的设置,可以将其变为或电阻、或电容、或电感并联的支路。 ●“Current Measurement” 模块:位于SimPowerSystems 节点下下的 “Measurements”模块库内,用于测量所在支路的电流值。 ●“Voltage Measurement” 模块:位于SimPowerSystems 节点下下的 “Measurements”模块库内,用于测量电压值。 ●“Display” 模块:位于Simulink 节点下的“Sinks”模块库内,用于 输出所测信号的

基于Matlab的电力系统自动重合闸建模与仿真讲解

实践课程设计报告 课程名称:Matlab上机 题目:基于MATLAB的电力系统自动重合闸 所在学院: 学科专业: 学号: 学生姓名: 指导教师: 二零一五年四

摘要 分析了单相自动重合闸的工作特性,并利用MATLAB软件搭建了220kv电力系统的自动重合闸的仿真模型,模拟系统发生单相接地、三相相间短路故障,断路器跳闸后自动重合闸的工作过程。 关键词:电力系统自动重合闸MATLAB 短路故障

目录 1 引言 (1) 2 模型中主要模块的选择和参数 (2) 2.1同步发电机模块 (2) 2.2 变压器模块 (2) 2.3 输电线路模块 (3) 2.3.1 150km线路模块 (3) 2.3.2 100km线路模块 (4) 2.1 电源模块 (5) 2.3 负载模块 (6) 2.3.1 三相串联RLC负载Load1 (6) 2.3.2 三相串联RLC负载Load4 (7) 2.4 断路器模块 (8) 2.5 测量模块 (9) 2.6 显示模块 (9) 2.7 其他模块 (9) 2.8 仿真参数设置 (10) 3 仿真结果及波形分析 (10) 3.1 线路单相重合闸 (10) 3.2 线路三相重合闸 (12) 总结 (13) 参考文献 (14)

基于Matlab的电力系统自动重合闸 1 引言 随着技术的发展,电力系统的规模越来越复杂。从实际条件与安全角度考虑,不太可能进行电力系统科研实验,因而电力系统数字仿真成为了电力系统研究、规划和设计的重要手段。电力系统仿真软件如BPA,EMTP,PSCAD/ EMTDC ,NETOMAC,PSASP,MATLAB等,正向着多功能,具有更高的可移植性方向发展。其中在MATLAB 中,电力系统模型可以在Simulink环境下直接搭建,Simulink电力系统元件库中有多种多样的电气模块,电力系统大多数元件都包含。其中,可以直接调用。电力系统大部分故障是瞬时性故障,因此采用自动重合闸后,电力系统发生瞬时性故障时供电的连续性、系统的稳定性得到很大的提高。此外,自动重合闸有效纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。 本文以MATLAB为工具,对简单系统的线路单相重合闸和线路三相重合闸进行分析与研究。 1.1 仿真模型的设计和实现 电力系统正常运行时可以认为是三相对称的,即电压、电流对称,且具有正弦波形。下图为理想情况下220kv电力系统的模型。 图 1 220kv电力系统模型

基于Matlab的交交变频电路仿真研究

摘要:本文首先以三相输入单相输出的交交变频电路为例介绍了交交变频电路的工作原理,接着以余弦交点法为例详细分析了交交变频电路的触发控制方法,最后用Matlab7.0 仿真软件对交交变频电路进行了建模和仿真研究。 关键词:交交变频;余弦交点法;Matlab仿真 Abstract: The principium of the AC-AC frequency converter with three phases input and one phase output is introduced in the first place.The control method of the AC-AC frequency converter is particularly analysed through discussing cosine-cross method in the second place. The AC-AC frequency converter’s simulation model is builded by the Matlab7.0 at last. Key words:AC-AC frequency converter; cosine-cross method; Matlab simulation 1、引言[1] 20世纪30年代交交变频电路就已经出现,当时采用的是水银整流器,曾经有装置用在电力机车上,由于原件性能的限制,没能得到推广。到20世纪70年代,随着晶闸管的问世交交变频电路曾经广泛应用于电机的变频调速。20世纪80年代随着全控器件的广泛应用,交交变频电路逐渐被交直交变频电路取代。近年来随着现代工业生产及社会发展的需要推动了交交变频技术的飞速发展,现代电力电子器件的发展和应用、现代控制理论和控制器件的发展和应用、微机控制技术及大规模集成电路的发展和应用为交流变频技术的发展和应用创造了新的物质和技术条件,交交变频电路又逐渐成为研究的热点。 2、交-交变频电路的工作原理[2][3] 交交变频电路的工作原理与相控整流器的工作原理基本相同,现在以三相输入单相输出的交交变频电路为例详细分析其工作原理。

基于MATLAB的电力系统仿真

《电力系统设计》报告题目: 基于MATLAB的电力系统仿 学院:电子信息与电气工程学院 班级: 13级电气 1 班 姓名:田震 学号: 日期:2015年12月6日 基于MATLAB的电力系统仿真 摘要:目前,随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长,电力系统规模越来 越庞大,超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用,这对于合理利用能源,充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。另一方面,随着国民经济的高速发展,以城市为中心的区域性用电增长越来越快,大电网负荷中心的用电容量越来越大,长距离重负荷输电的情况日益普遍,电力系统在人们的生活和工作中担任重要角色,电力系统的稳定运行直接影响着人们的日常生活。从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小,因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。 电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行,可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效的了解电力系统概况。本文根据电力系统的特点,利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了无穷大电源的系统仿真模型,得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果,并分析了这一暂态过程。通过仿真结果说明MATLAB 电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。 关键词:电力系统;三相短路;故障分析;MATLAB仿真 目录 一.前言.............................................. 二.无穷大功率电源供电系统仿真模型构建............... 1.总电路图的设计......................................

基于MatlabSimulink的电力变换电路仿真论文2

基于Matlab/Simulink的电力 变换电路仿真 【摘要】MATLAB是一种科学计算软件,它是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。SIMULINK是基于框图的仿真平台,它挂接在MATLAB环境上,以MATLAB的强大计算功能为 基础,以直观的模块框图进行仿真和计算。 本文主要以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础,完成了对整流电路、斩波电路和交流调压电路的建模与仿真,并且给出了仿真结果波形,同时根据仿真结果进行了分析和计算。证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。 本研究还设计并建立了图形用户界面(GUI),以方便打开各个仿真模型。 【关键词】:Matlab/Simulink;建模;仿真;整流电路;斩波电路;交流调压电路

目录 第1章前言 1.1MATLAB/SIMULIKE仿真的目的与意义1.2本课题的研究内容 1.3本课题的研究意义 第2章直流斩波电路的仿真 2.1 降压斩波电路 2.2 升压斩波电路 第3章结论 参考文献

前言 第1章前言 1.1 MATLAB/SIMULINK仿真的目的与意义 在电力电子电路如变流装置的设计过程中,需要对设计出来的初步方案(电路)及有关元件参数选择是否合理,效果如何进行验证。如果通过实验来检验,就要将设计的系统用元件安装出来再进行调试和试验,不能满足要求时,要更换元件甚至要重新设计、安装、调试,往往要反复多次才能得到满意的结果。这样将耗费大量的人力和物力,且使设计效率低下、耗资大、周期长。 采用计算机进行仿真试验,则可大大地节约开支,提高设计效率,缩短设计周期。但是用其它计算机高级语言(如 C语言,BASIC语言或仿真语言)编程实现,对电力变流电路来说,由于大功率开关器件开关转换电流换相动态过程十分复杂,过渡过程一个接一个,一个未完,新的一个又开始了要分析输出电压、电流(带感性负载时)波形,特别是如大功率开关管关断时承受的尖峰电压大小形状,即阻容保护电路的保护效果如何,就要建立等效电路的数学模型。而这样的数学模型是很复杂的,即使建立起来了,用计算机编程实现得到真实的仿真结果也需要花大量的时间精力来编程和调试。然而采 MATLAB/SIMULINK可视化图形化仿真环境来对电力电子电路进行建模仿真则可使之变得直观,简单易行,效率高,真实准确[1]。 1.2 本课题的研究内容 本课题主要研究的是利用MATLAB/SIMULINK建立电力电子电路仿真模型并进行仿真。现将仿真的主要内容加以介绍: 三相整流电路主要研究其半波可控和桥式全控整流电路,分别建立其Simulink仿真模型,进行系统仿真,对其仿真波形进行对比分析,并与理论结果进行对比。 1.3 本课题的研究意义 利用Simulink中的模块库建立三相整流、电力变换电路,进行仿真后,对仿真波形进行比较分析。证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。由于计算机中修改参数方便,可以通过改变方针参数就可观察各种现象,加深了对其电路原理的理解。 通过对本课题的研究最终能够熟悉并掌握Matlab /Simulink的应用环境,熟练应用Simulink模块库中模块建立电力电子电路的系统仿真模型,设定系统仿真参数,进行系统仿真。

matlab电路仿真

Matlab电路仿真软件包-simpowersystems 1.入门 1.1.SymPowerSystem是什么 1.1.1.介绍 在Matlab提供的simulink仿真环境下,与其他建模产品结合在一起,用于对电子、机械系统进行建模。要学会使用SymPowerSystem,应首先学会使用Simulink仿真。1.1.2.设计中的仿真的作用(略) 1.1.3.SymPowerSystem仿真库 你可迅速将SymPowerSystem投入使用。该库包含了许多典型的功率设备模型,例如,变压器、导线、机械、能源电子等。这些仿真模型来源于产品手册,基于工程实际。 SymPowerSystem包含一个主要的库:powerlib。powerlib库显示了所有包含的模块和模块名称。 1.1.4.SymPowerSystem中的非线性模块(略) 1.1.5.仿真时需要的环境: Maltab 和Simulink

1.2.如何使用该指南 1.2.1.对于新用户 将学会如下知识和技能: (1)使用该库创建和仿真电子电路模型 (2)将一个电子电路于simulink模块连接在一起 (3)分析电子电路的稳定状态和频率响应 (4)离散化模型,以便加快仿真速度 (5)使用矢量图仿真方法 (6)构建自定义的非线性仿真模型 1.2.2.对于经验丰富的模块用户(略) 1.2.3.所有用户(略) 1.3.创建和仿真简单的电路 1.3.1.介绍 SymPowerSystem允许你对包含线性或非线性的电子电路进行建模和仿真。在本章节中,您将学习到: (1)浏览SymPowerSystems的powerlib库 (2)如何利用SymPowerSystem创建一个简单的电路 (3)如何将电路与simulink模块互联。 下述电路是即将创建的电路:

MATLAB电路仿真实例

题14.14 图(a)所示电路,已知 V )2cos(15S t u =二端口网络阻抗参数矩阵 Ω?? ????=46j 6j 10Z 求ab 端戴维南等效电路并计算电压o u 。 u -+o u 图题14.14 (一)手动求解: 将网络N 用T 型电路等效,如图(b)所示 S U +-o U 等效阻抗 Ω=-+-?+ -=4.6j615j6j6)15(6j 6j 4i Z 开路电压 V 2j302 15j6j6105j6OC =?∠?+-+=U V 1482 18.3j46.42j3j4j4Z j4OC o ?∠=+?=?+=U U i

所以 )1482cos(18.3o ?+=t u V (二)Matlab 仿真: ⒈分析:本次仿真需输入各阻抗Zl 、Z1、Z2、Z3、Z4以及激励源Us 的参数值,仿真结果需输出开路电压Uoc 、等效阻抗Zi 以及电感两端电压U0的幅值和相位信息,并绘制Uoc ,U0的值随时间变化的波形曲线。其中各元件与原图的对应关系如下图所示: ⒉编辑M 文件的源程序如下: clear %清空自定义变量 z1=4-6j;z2=6j;z3=10-6j;z4=5;us=15*exp(j*0);zl=4j;%输入各元件参数 zi=z1+(z2*(z3+z4)/(z2+z3+z4));%等效阻抗zi 的计算表达式uoc=us*z2/(z2+z3+z4);%开路电压uoc 的计算表达式u0=zl/(zi+zl)*uoc;%电感两端电压uo 的计算表达式disp('The magnitude of zi is'); %在屏幕上显示“The magnitude of zi is ”disp(abs(zi)) %显示等效阻抗zi 的模disp('The phase of zi is'); %在屏幕上显示“The phase of zi is ”disp(angle(zi)*180/pi)%显示等效阻抗zi 的辐角 disp('The magnitude of uoc is'); %在屏幕上显示“The magnitude of uoc is ” disp(abs(uoc))%显示开路电压uoc 的模

基于-MATLAB仿真的触发电路

触发电路可控的simulink仿真实验 ——单项全控触发电路 学院:水利电力学院 专业:电气工程及其自动化(1)班 组员:林超、林丽蓉、江思颖、马智明 李立、马丹、曲樱倩、祁凯凯 学号:1100302001、1100302003、1100302004、1100302006、1100302008、1100302021、1100302022、1100302038

基于MATLAB仿真的触发电路 一、触发电路 晶闸管相控电路,习惯称为触发电路,即通过控制触发角a的大小(控制触发脉冲起始相位)来控制输出电压的大小。在晶闸管装置中,触发电路的基本作用是在确定的时刻向对应的晶闸管提供控制极电流使其导通。 触发信号可以是交流,直流或脉冲,但触发信号只能在它使控制极为正,阴极为负时起作用。由于晶闸管在触发导通后控制极就失去控制作用,为减少控制极损耗,一般采用脉冲形式 二、相控整流电路的触发装置 在各种相控变流电路中,晶闸管触发脉冲的前沿对应的控制角是以晶闸管的自然换相点为计量起点的角度。自然换相点则决定于加在晶闸管两端的交流电源电压。因此,为保证正确的相位关系,实现同步触发控制,在触发电路中必须引入与电网电压严格同步的基准信号,成为同步信号。主电路电源电压经同步变压器降压,再经阻容移相,便可获得符合要求的同步信号。 为了保证整流电路按正常规律工作,相控触发电路必须满足以下要求: 1、触发信号要有足够的功率 为使晶闸管可靠触发,触发电路提供的触发电压和触发电流必须大于晶闸管产品参数提供的门极触发电压与触发电流值,即必须保证

具有足够的触发功率,同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大功率限制线和平均功率限制线,以防止因门极过热而造成元件损坏。 2、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步 为了保证电路的品质及可靠性,要求晶闸管在每个周期都在相同的相位上触发。因此,晶闸管的触发电压必须与其主回路的电源电压保持某种固定的相位关系,即实现同步。实现同步的方法通常是选择触发电路的同步电压,使其与晶闸管主电路电压之间满足一定的相位关系。 3、触发脉冲要有一定的宽度,前沿要陡 为使被触发的晶闸管能保持住导通状态,晶闸管的阳极电流在触发脉冲消失前必须达到擎住电流,因此,要求触发脉冲应具有一定的宽度,不能过窄。特别是当负载为电感性负载时,因其中电流不能突变,更需要较宽的触发脉冲,才可使元件可靠导通。 桥式全控整流电路采用单脉冲触发时,脉宽应为60°—120°,而采用双脉冲时,脉宽取10°即可,最后可通过实验决定。对较宽的脉冲信号,也可采用脉冲序列的形式代替。 4、触发电路的触发信号必须在晶闸管的门极伏安特性的可靠触发区,以保证变流装置的主电路元件的互换性,且触发脉冲应保证变流电路的对称性。相控触发电路应采取电磁兼容的技术措施,防止因各方面的电磁干扰而出现失控。 5、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求 触发脉冲的移相范围与主电路的型式、负载性质及变流装置的用

matlab电路仿真

SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 数学 软件结业 论文 题目: 电路仿真方法研究 学 院: 电气与电子工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 学生姓名: 武奥 学 号: 14110302044 指导教师: 周世祥 2015年11 月

目录 摘要 (Ⅰ) 目录 (Ⅲ) 第一章引言 (1) 1.1课题的背景和意义 (1) 1.2深度学习的前世今生 (2) 第二章自编码器模型构建 (4) 2.1入门 (4) 1.1. 2.2 SymPowerSyste是什么5 2.引言 2.1.1.1 课题的背景和意义 随着计算机技术和互联网的发展,人类开始步入大数据时代,我们需要从海量的数据中找到自己感兴趣或者对自己有用的信息,这就要求计算机能在短时间内检索出满意的结果。伴随着搜索引擎的发展我们在文字检索方面已经取得了值得骄傲的成就,但是在更加直观,更加方便的图片检索方面仍然有待发展。试想一下,如果我们能通过图片检索到自己想要的信息我们的生活将会更加便利,我们只要对着自己感兴趣的东西扫一扫就能获得我们需要的信息。 要实现上述目标就要求计算机能像人的视觉系统一样能识别图片、对图片进行分类处理。然而,每幅图片的信息量就很大,要从海量的图片中进行识别处理数据量可想而知,而且并不是图片中的所有信息都是有用的。 -III-

这就需要我们对图片进行降维处理和特征提取。虽然已有的降维方法在理论支持上很成熟,但是基于线性的方法并不适合图像识别而且实际效果也不尽人意。深度学习算法是2006年提出的一种新的方法,虽然缺乏理论支持但在实际应用中取得良好效果。 深度学习算法在计算机视觉、图像识别方面已经开始普遍使用,相对于以前的方法准确率大大提高。除了在图像识别领域,深度学习在语音识别、自然语言处理等方面也有突破性进展:2012年11月,在中国天津举行的“21世纪的计算机大会”上微软公开演示了一个全自动同声传译系统,微软首席研究员的英文演讲被后台的计算机自动识别、翻译、合成并转换成和演讲者音色相近的中文发音,这背后的关键技术就是深度学习算法。深度学习研究的日益成熟和完美应用一定可以给我们的生活带来极大的便利和智能化。 -IV-

Matlab电气仿真

大连海事大学 题目:电气系统的计算机辅助设计 姓名: 学号: 学院:轮机工程学院 专业班级:电气工程及其自动化(4)班 指导老师:郑忠玖王宁 设计任务(一) 一、实验目的: 1、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤; 2、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法; 3、利用Matlab/Simulink 在整流电路方面的仿真设计。 二、实验原理: 220V 50HZ交流电源经变压器降压,输出交流24V 50HZ就是交流电。经单相桥式整流电路加LC滤波电路后,由于电感与电容的作用,输出电压与电流无法突变,使输出电压波形在一定的电压附近形成正弦脉动。

三、实验内容: 1、单相桥式整流 (1)设计要求: a)单相桥式整流加LC滤波电路,电源为220V,50Hz; b)整流电路输入为24V; c)负载为10Ω阻性负载; d)滤波电感L=100mH,滤波电容C=200uF; (2)设计电路图: (3)仿真结果波形图:

time v o l t a g e /c u r r e n t 单项桥式整流加LC 滤波电路VT3输出波形 00.0050.010.0150.020.025 0.030.0350.040.0450.05-35-30 -25 -20 -15-10-5 5 time v o l t a g e /c u r r e n t 单项桥式整流加LC 滤波电路VT4输出 (4) 仿真结果分析: 1. 在变压器输出正弦波的正半周期,二极管VT1与二极管VT4导通, 二极管VT2与二极管VT3被施以反压而截止; 在变压器输出正弦波 time v o l t a g e 单相桥式整流加LC 滤波电路输出波形

基于MATLAB的串并联谐振电路仿真..

基于MATLAB的串并联谐振电路仿真 信息工程学院电信1206班杨茜 摘要 MATLAB(矩阵实验室)是Matrix Laboratory的缩写,是一款由美国The Mathworks公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外,MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言(包括C,C++和FORTRAN)编写的程序。 MATLAB拥有丰富的功能,其功能涉及到了数学、信号处理、通信电子等多个领域,是一款极其强大的软件。串并联谐振电路是高频电子线路课程中十分基础同时也是十分重要的一部分,其中并联回路在实际电路中用途广泛,且二者之间具有一定的对偶关系,本次设计即是利用MATLAB的强大的计算绘图、图像处理功能,分析并联回路及串联回路的各自的特性及基本电路参数, 建立较为完善的信号模型,采用函数化编程方式完成功能性模拟,实现信号的有效输入输出与定性分析 关键词:MATLAB 谐振电路高频电子线路

Abstract MATLAB is a multi-paradigm numerical computing environment and fourth-generation programming language. Developed by MathWorks ,M- -ATLAB allows matrix manipulations,plotting of functionsand data, implementation of algorithms, creation of user interfaces, and interfacing with programs written in other languages, including C,C++, java ,and Fortran. MATLAB has a lot of function, its function involves mathematics, signal processing, communications electronics and other fields, is a very powerful software.Series-parallel resonant circuit is very basic in high frequency electronic circuit course is also a very important part of the parallel circuit widely used in the actual circuit, and, the duality relation between them has certain of this design is the use of MATLAB powerful computational graphics, image processing and analysis of the parallel circuit and the respective characteristic and basic circuit of series connection circuit parameters, to establish a relatively perfect signal model, the functional programming approach to complete the functional simulation, realize the effective input and output signal and qualitative analysis Keywords:MATLAB Resonant circuit High-Frenquency Ele ctronic Circuit

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